Клейутворюючі речовини(желатин, пектинові речовини, агар-агар). Застосування

 В залежності від  хімічних властивостей розрізняють дві основні групи пектинів:

1) високоетерифіковані пектини

2) низькоетерифіковані пектини.

 Механізми желеутворення у названих груп пектинів відрізняються один від одного.

Високоетерифіковані пектини желеутворюються при високому вмісті сухих речовин у середовищі (напр., при високому вмісті цукру) і високої кислотності, низькоетерифіковані пектини здатні утворювати гелі при низьких вмістах сухих речовин і не високою кислотності. Желеутворення  високоетерифікованих пектинів - це процес, при якому полімерні молекули в умовах високої кислотності і високого вмісту сухих речовин, взаємодіють один з одним через утворення хімічних зв'язків - водневих містків, утворюють щільну просторову структуру, звану гелем або желе. Молекули пектину утворюють рівномірно розподілену тривимірну мережу, зв'язуючи при цьому велику кількість води.

Желеутворення низькоетерифікованих пектинів відбувається як за механізмом желеутворення високоетерифікованих пектинів, так і в результаті взаємодії з іонами полівалентних металів, наприклад, з іонами кальцію. При цьому іони кальцію є сполучними ланками між полімерними молекулами пектину, що утворюють просторову структуру гелю (желе). Саме гелеутворююча здатність пектину є визначальним чинником його широкого застосування в харчовій промисловості.

 Комплексоутворення

Комплексоутворююча здатність  заснована на взаємодії молекули пектину з іонами важких і радіоактивних  металів. Завдяки наявності в  молекулах великої кількості  вільних карбоксильних груп саме низькоетерифіковані пектини виявляють найбільшу ефективність. Спеціальні препарати, що містять комплекси високо- і низькоетерифікованих пектинів, включають в раціон харчування осіб, які перебувають у середовищі, забрудненій радіонуклідами, і мають контакт з важкими металами. Спеціальні високоочищені пектини можуть бути віднесені до незамінних речовин для використання у виробництві функціональних харчових продуктів, а також продуктів здорового і спеціального (профілактичного та лікувального) харчування. Оптимальна профілактична доза пектину спеціального становить 5-8 г на добу, а в умовах радіоактивного забруднення - не менш 15-16 г.

Пектинові речовини є похідними вуглеводів і входять  до складу овочів і плодів. До них належать протопектин, пектин, пектинова і пектова кислоти.

Протопектин входить до складу міжклітинних пластин, які з'єднують клітини між собою. Багато його в недостиглих плодах і овочах, при достиганні яких протопектин під дією ферментів переходить у пектин, а плоди і овочі розм'якшуються.

Протопектин —  це сполука, яка складається із великої кількості залишків молекули полігалактуронових кислот, які з'єднані в довгі ланцюжки. Ці ланцюжки з'єднані між собою через іони кальцію і магнію. Заміна іонів кальцію і магнію (під час теплової обробки) одновалентними іонами натрію калію призводить до розриву зв'язків між ланцюжками полігалактуронових кислот і переходу протопектину в пектин.

Пектинова і  пектова кислоти утворюються  з пектину під дією ферментів при перестиганні плодів і надають їм кислого смаку.

На пектинові  речовини багаті яблука, айва, абрикоси, сливи, чорна смородина, алича, столові буряки — в середньому 0,01-2 %.

Пектини поділяються  на дві групи:

• пектинові кислоти, частина кислотних ланок яких існує у вигляді метилового естеру (пектинати — їхні солі)
• пектові кислоти, яким притаманна відсутність естерних груп (пектати — їхні солі)

Пектинові речовини мають бактерицидні властивості і позитивно впливають на процес травлення. Пектин виводить з організму важкі метали і радіонукліди.

Людині потрібно на добу 400-500 г вуглеводів, з них 50-100 г моно- і дисахаридів.

Гідроліз  пектинів

Гідроліз пектинів аналогічно іншим полісахаридам відбувається за допомогою кислот або ензимів. Кислотний гідроліз потребує жорстких умов порівняно з нейтральними гліканами, що пов'язано з електронним впливом карбоксильної групи на глікозидний зв'язок. У наслідок жорсткіших умов кислотного гідролізу з пектинів одержують в основному не галактуронову кислоту, а продукт її декарбоксилювання - фурфурол.

При ензиматичному  гідролізі пектинових речовин вихід  кінцевих сполук залежить від природи  відповідних ензимів.

Застосування 

Пектинові речовини широко використовуються у харчовій, текстильній промисловості, машинобудуванні, медицині.

Пектинові речовини регулюють вміст холестерину, позитивно впливають на внутрішньоклітинні реакції дихання та обміну речовин, підвищують стійкість організму до алергічних факторів, стимулюють загоювання ран, прискорюють лікування опіків, виводять радіонукліди.

Цифровий  код згідно Міжнародної системи класифікації (INS):

Е440 – пектини. Вони присутні у всіх наземних рослинах (особливо багато в яблуках). Сприяють очищенню кишечнику, виводять шлаки.

 

 

 

 

 

Агар-агар

Агар-агар – це продукт, одержуваний шляхом екстрагування  з червоних і бурих водоростей (Gracilaria, Gelidium, Ceramium та ін), що виростають в Білому морі і Тихому океані, і утворить у водних розчинах щільний холодець.

Агар-агар не розчинний  у холодній воді. Він повністю розчиняється тільки при температурах від 95 до 100 градусів. Гарячий розчин є прозорим і обмежено в'язким. При розчиненні у гарячій воді та подальшому охолодженні агар стає желеподібним. Агар-агар в гарячій воді утворює колоїдний розчин, який при охолодженні дає хороший і міцний гель, який володіє склоподібним зламом. При нагріванні в присутності кислоти властивість до гелеутворення знижується. При охолодженні до температур 35-40 градусів він стає чистим і міцним гелем. При нагріванні до 85-95 градусів він знову стає рідким розчином, знову перетворюється на гель при 35-40 градусах.

Гелеутворююча здатність  агар-агару у 10 разів вища, ніж  у желатину.

Через цих цікавих властивостей агар-агар успішно застосовується при виробництві кондитерських виробів (мармелад, зефір, жувальні цукерки, пастила, начинки, суфле), дієтичних продуктів (джем, конфітюр), фармацевтичних продуктів. Крім того, агар-агар служить середовищем росту культур в мікробіології.

За якістю агар-агар підрозділяється  на два сорти – вищий і перший. Колір для вищого сорту: білий  або світло – жовтий, допускається злегка сіруватий відтінок. Колір  для першого сорту: від жовтого  до темно – жовтого. 

В залежності від виду водоростів склад виділених полісахаридів може змінюватись. Вуглеводи агару є сумішшю сульфатованих полісахаридів: лінійного полісахариду — агарози і гетерогенної суміші молекул меншого розміру, яку називають агаропектином.

Хімічно агар-агар є полімером, складеним з частин цукрової галактози, компонентом стінок клітин деяких водоростей (Sphaerococcus euchema).

До складу агару входять вуглеводи (до 70%), сполуки білкової природи (1-2%), сліди олії і значна кількість іонів кальцію. Суміш вуглеводів, містить азот, сірку тощо.

Агар був  вперше використаний в мікробіології  в 1892 році німецьким мікробіологом Вальтером Гессеном, помічником, що працював в Роберта Коха. Він виявив, що агар-агар був більш корисним в якості затверджувача, ніж желатин.

Застосуванння

В основному  використовується в якості згущувача і культурального середовища для мікробіологічних робіт.

Агар-агар використовується для виготовлення твердих поживних середовищ для лабораторних культур бактерій, грибів, водоростей. Тверде поживне середовище є незамінним при клінічних дослідженнях для отримання чистих культур, дослідження рівня патогенності мікроорганізмів (гемоліз на кров'яному агарі) та рівня стійкості до антибіотиків. Агар застигає при кімнатній температурі, що дозволяє засівати бактерій у рідкий агар, а потім вирощувати їх у товщині твердого середовища. Такий метод застосовується для вирощування анаеробів та для кількісних методів мікробіології. Також важливо те, що агар може руйнувати дуже невелика кількість бактерій, тому при вирощуванні на твердому середовищі мікроорганізми асимілюють тільки поживні речовини середовища, агар залишається незруйнованим.

Також використовується як замінник желатину для вегетаріанських страв, концентратор для супів, в желе (желейний мармелад),  пасталах, зефірі,           морозиві (в складі морозива запобігає утворенню кристалів льоду) та японських десертах таких як анміцу. А також у м'ясних і рибних студнях; використовується для освітлення соків

. Протягом всієї  історії в наш час, агар головним  чином використовується в якості інгредієнта в десертах в Азії.

Для того щоб  зробити желе, агар варять у воді в концентрації від прибл. 0,7-1% (7 г агару на 1 л води з отриманням концентрації 0,7%).

У косметиці використовується в якості компонента основи засобів для жирної шкіри, а також, як загущувач при виробництві кремів, гелів, зубних паст.

Використовуються  в деяких спеціальних методах досліджень речовин, наприклад, при електрофорезі.

Цифровий  код згідно Міжнародної системи класифікації (INS):

Е406 – агар-агар

 

 

 

 

 

 

 

 

Висновки

Часто харчові  добавки включають в розряд шкідливих  речовин їжі. По суті це невірно, хоча багато харчові добавки є синтетичними речовинами. Нешкідливість харчових добавок, що допускаються до використання в харчовій промисловості, оцінюється на основі глибоких і тривалих багаторічних медико-біологічних випробувань. Жодна харчова добавка не допускається до застосування, якщо вона не пройшла перевірку на нешкідливість і не визначено її допустиме добове споживання, враховує характер і величину споживання даного харчового продукту. Дослідження з нешкідливості харчових добавок узагальнюються і аналізуються міжнародними організаціями, такими як ВООЗ і Всесвітня сільськогосподарська організація , а також національними міністерствами охорони здоровя.

          Харчові добавки допускаються до застосування тільки в тому випадку, якщо вони навіть при тривалому використанні не загрожують здоров'ю людини. Вимоги до нешкідливості харчових добавок набагато суворіше, ніж до ліків.  
          З метою гігієнічної регламентації експериментально обгрунтовують гранично допустимі концентрації (ГДК), тобто концентрації, які не викликають відхилень у здоров'ї при щоденному впливі на організм протягом якого завгодно тривалого часу. 

Вплив речовини на організм залежить як від індивідуальних особливостей організму, так і від кількості речовини. Для кожної речовини існує максимальна доза, перевищення якої спричиняє негативні наслідки. Для деяких речовин, застосовуваних в якості харчових добавок така доза становить кілька міліграмів на кілограм тіла.

На сьогодні негативної дії гелеутворюючих речовин не встановлено, і їх застосування як харчової добавки дозволено без обмежень у всіх країнах світу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список використаної літератури:

1.  Коршунова Г.Ф., Слащева А.В., Сабіров О.В. Технологічні оϲʜᴏви безпеки продуктів харчуваʜня: навч. посібник. - Доʜецьк: Дон НУЕТ, 2009. - 524 с.

2. http://referat-best.ru/refs/source/referat-113986.html

3.  Нечаев А.П., Кочеткова А.А., Зайцев А.И. Пищевые добавки. — М.: Колос, Колос-Пресс. 2002. - 256 с.

4.http://znaimo.com.ua

 

Мукачево 2013